地铁扶梯旁的金属球,不是攀岩用的!

乘坐地铁自动扶梯时,你会不会自觉“左行右立”?电梯扶手为什么比电梯台阶运行的速度要快一点?扶梯两侧的毛刷,是给乘客准备的刷鞋工具吗?还有,扶梯旁边的金属球,到底是干嘛的?看完这篇科普,你脑中关于扶梯的知识又增加了。

金属球的雷达截面和标准金属球

本文推导金属球的雷达散射截面 ,同时讨论金属球散射的三个区域 ,金属球本身是一个良好的雷达目标 ,同时又是测量目标雷达截面的参考标准 ,因此还研究了金属球的尺寸、导电性能和球壳的厚度 。

金属球毫米波辐射特性建模与分析

立体目标毫米波辐射特性的研究十分复杂,本文从规则金属球入手进行建模仿真研究。由于毫米波似光性,利用射线跟踪思想分析了金属球表面直射和地面二次反射的双射线传播情况,建立了辐射温度计算模型,并基于金属球表面三角面元划分的几何模型及探测器与目标交会运动中的空间几何关系,实现了金属球体目标毫米波辐射特性的MATLAB仿真平台。在假定的仿真条件下,给出了金属球体目标和圆形金属板平面目标的天线温度曲线,验证了本文仿真建模方法的正确性。通过信号波形特征对比分析,结果表明金属球体目标可等效为线性尺寸增大约1.3倍的非金属圆形平面目标,为毫米波被动探测的目标识别与定位提供了更准确有效的数据理论支持。

基于RWG-MoM金属球表面天线的全波分析

提出了一种新的激励源模型,该模型成功克服了传统RWG函数不能在天线与球体连接处添加馈源的问题,同时,对格林函数进行加减自由空间格林函数的处理,解决当源点和场点接近于或位于球面时收敛慢的问题。通过计算位于球表面的单极子天线输入特性,并与相关文献结果进行了对比,结果表明分析方法的正确性和有效性。最后,分析了位于球表面的探针馈电贴片天线的特性,其分析结果与FEKO仿真结果一致性较好。

金属球在转台逆合成孔径雷达成像中的应用

根据经典成像公式,用金属球定标,对典型散射体进行成像,发现得到的二维像与预期不一致。分析金属球的散射机理,确定金属球的散射中心位于靠近雷达的表面顶点,而不是球心。据此,重新推导了用金属球定标的转台ISAR(逆合成孔径雷达)成像公式。对典型散射体和模型的实际成像结果表明,得到的二维像与目标投影图位置误差小于2cm,非常有利于目标散射源诊断。

金属球目标雷达成像特性分析

在金属球后向电磁散射精确解的基础上对其复雷达散射截面(复RCS)的幅度和相位特点进行了分析。金属球距离像在低频段呈现大小悬殊的2个尖峰,在高频段仅出现1个尖峰,其二维像在不同转角和频段下呈现出圆弧或点的特征。指出不同条件下金属球应当用色散、滑动或理想点散射中心模型进行描述。所揭示的金属球雷达成像特性对于RCS测量定标和散射源诊断分析具有参考价值。

板料成型过程中金属球作为传力介质的实验

分析金属球作为传力介质 ,在力的作用下的流动现象及规律。研究板料成型过程中所发现的问题。探索金属球做传力介质在生产中应用的可行性。

金属球与无限大导体平板系统电容的计算与讨论

根据数学物理理论 ,用电像法计算了金属球与无限大导体平板系统电容 ,描绘系统电容的函数图像 。

利用光电效应原理估算孤立带电金属球上的电荷数量

介绍了带电金属板所产生的光电效应,探讨了在一定温度下,将带电金属板的光电效应理论应用于孤立的带电金属球上求解其所含电荷个数。因为存在涨落和误差,该计算方法为近似处理。此外,还运用计算结果结合光电效应讨论其对尖端放电的影响。

金属球双站RCS研究

该文对金属球的双站雷达散射截面进行了数值计算,计算结果与解析解吻合较好。在此基础上分别讨论了金属球涂敷不同介质和介质厚度对于金属球双站雷达散射截面减缩的影响。

金属球壳在激光辐照下热效应的数值计算

利用有限元法对金属球壳在恒定功率密度激光辐照下的热效应进行了数值计算,分析了在激光辐照过程中,金属球壳内外壁的温升、温差的变化规律,并主要以铜、铝材料为例,比较了铜、铝球壳在激光辐照下的温度变化和外壁温度响应情况。数值计算结果表明,激光辐照期间,在经过热响应的过渡过程后,金属球壳内、外壁的升温率几乎为常量,内外壁温差基本保持恒定值;对于壁厚在0.004～0.02 m范围内的铜、铝球壳,激光辐照停止后,内外壁热平衡过程在几十ms到1 s的时间内结束。

金属球电磁散射特性FDTD并行计算及性能分析

研究金属球电磁散射特性及其FDTD并行计算,可为金属目标和结构更为复杂的其他目标的电磁散射特性及复杂算法的研究提供理论依据与方法借鉴。采用时域有限差分(FDTD)法分析了自由空间中金属球远区散射电场分布情况,得到了电磁波远场区电场分量和雷达散射截面(RCS)的波形曲线,与现有实验数据作了比对,利用OpenMP+细粒度方式实现了FDTD算法并行化,并对该并行方法进行了并行性能分析与正确性验证。实验表明,计算结果与现有金属球远场区散射场数据非常吻合,并证明了该并行算法的正确性和有效性。

基于充水金属球壳的吸声覆盖层声学特性研究

为改善低频吸声性能,提出一种基于充水金属球壳的吸声覆盖层结构,并利用有限元方法对其吸声特性开展数值仿真分析。结果表明:充水球壳的引入能改善原有橡胶基层的吸声性能;通过多个不同几何参数的球壳组合,吸声覆盖层的低频性能得到显著提升;球壳中的弹性球应采用模量较大的橡胶材料制备,否则在静水压强下,吸声覆盖层无法保持原有性能;吸声覆盖层的吸声机理由低频时弹性球的共振、中高频时组合结构耦合共振引起的基体材料形变、耦合共振对声波散射作用增强3部分构成。

点电荷电场中金属球面上的电荷分布

静电感应后导体表面的电荷分布是一个常见的问题,但大多数非物理专业的大学物理教材都没有介绍分析电荷分布的的方法.主要以点电荷电场中金属球面上的电荷分布为例,利用镜像法,并根据静电平衡条件及电场强度和电势的关系求解电荷分布的方法,从而加深对静电场有关问题的理解.

CINRAD/SA-D雷达差分反射率金属球标定试验

目前我国新一代天气雷达正升级为双偏振体制,CINRAD/SA-D双偏振天气雷达对气象目标差分反射率(ZDR)的精确测量是参数标定的重要环节。对徐州双偏振雷达配置VCP-sect扫描模式,采用目标方位±5°的扇扫组合,且关闭地物等所有雷达滤波算法,用无人机分别携带2种标准金属球开展ZDR标定试验。分析试验结果,发现采用40cm金属球,控制无人机与金属球间隔为68m时,ZDR平均值为-0.265dB,最小为-0.125dB,最大为-0.375dB,满足雷达定标ZDR的技术要求。研究结果为业务雷达开展双偏振雷达定标ZDR提供了技术方案。

爆轰波推动金属球壳的初始态分析

爆轰波推动金属介质是经常涉及到的工程问题。本文应用极曲线方法,分析了爆轰波作用下金属球壳初始运动状态,依赖于爆轰波速度和爆轰波与金属界面夹角。并与Freund,H.U.等所做的实验结果相比较。同时讨论了单层介质和复合层介质初始态的差异。

基于金属球的垂直指向型毫米波雷达标定

垂直指向型的Ka波段毫米波雷达标定结果直接决定探测数据的准确性,影响产品在气象业务中的应用。根据雷达的特点制定标定方案,控制无人机悬停在不同的高度,使金属球处于雷达有效探测波束内,从而获取距离、反射率因子和径向速度等数据,经过分析可知,毫米波雷达距离的实测值和计算值的偏差最大为2.15 m,最小为0.1 m;水平和垂直方向上的反射率因子理论值和实测值的最大偏差分别为2.52和2.56dB,最小偏差分别为0.85和1.18dB;GPS和雷达得到的径向速度绝对偏差的最大值为0.014 m/s,最小值为0.002 m/s。参考标定结果调整雷达探测参数,从设备端减小雷达探测数据的误差。

多重镜像法求解三带电金属球的电场

镜像法是求解静电场的一种基本方法.本文通过电容法和电荷法两种方法来求解三金属球体系的多重镜像电荷,进而将带电金属球在空间的电场替代为各个等效电荷和镜像电荷产生的电场.通过对比电场的分布,验证了两种方法的正确性和一致性.进一步的研究结果表明,调节第三个金属球的位置和带电量可以实现两金属球之间的相互作用力由吸引向排斥的转变.结合Matlab软件,我们直接给出了双球和三球体系时电势在空间的分布.